फायरफ्लाइज़ सिंक में कैसे फ्लैश करते हैं? अध्ययन एक नया उत्तर सुझाते हैं।

जापानी लोक परंपराओं में, वे दिवंगत आत्माओं या मौन, उत्साही प्रेम का प्रतीक हैं। पेरू के एंडीज में कुछ स्वदेशी संस्कृतियां उन्हें भूतों की आंखों के रूप में देखती हैं। और विभिन्न पश्चिमी संस्कृतियों में, जुगनू, चमक-कीड़े और अन्य बायोलुमिनसेंट बीटल को एक चमकदार और कई बार रूपक संघों के विरोधाभासी सरणी से जोड़ा गया है: "बचपन, फसल, कयामत, कल्पित बौने, भय, निवास स्थान परिवर्तन, आदर्श, प्रेम, भाग्य, मृत्यु दर, वेश्यावृत्ति, संक्रांति, सितारे और शब्दों और अनुभूति की क्षणभंगुरता, "जैसा कि एक 2016 की समीक्षा में उल्लेख किया गया है।

भौतिक विज्ञानी उन कारणों के लिए फायरफ्लाइज़ का सम्मान करते हैं जो हर तरह से रहस्यमय लग सकते हैं: दुनिया भर में बिखरी हुई लगभग 2,200 प्रजातियों में से कुछ मुट्ठी भर में समकालिक रूप से फ्लैश करने की प्रलेखित क्षमता है। मलेशिया और थाईलैंड में, जुगनू जड़ित मैंग्रोव पेड़ बीट पर झपका सकते हैं मानो क्रिसमस की रोशनी से लद गए हों; एपलाचिया में हर गर्मियों में, भयानक समन्वय की लहरें खेतों और जंगलों में फैलती हैं। फायरफ्लाइज़ की रोशनी में आकर्षक साथी और मानव देखने वालों की भीड़ दिखाई देती है, लेकिन उन्होंने सिंक्रनाइज़ेशन को समझाने के कुछ सबसे मौलिक प्रयासों को भी चिंगारी देने में मदद की है, कीमिया जिसके द्वारा बहुत ही सरल व्यक्तिगत भागों से विस्तृत समन्वय उभरता है।

ओरिट पेलेग याद है जब उन्होंने पहली बार भौतिकी और कंप्यूटर विज्ञान का अध्ययन करने वाले स्नातक के रूप में सिंक्रोनस फायरफ्लाइज़ के रहस्य का सामना किया था। फायरफ्लाइज़ को इस बात के उदाहरण के रूप में प्रस्तुत किया गया था कि सरल सिस्टम किस तरह से समकालिकता प्राप्त करते हैं नॉनलाइनियर डायनेमिक्स और कैओस, गणितज्ञ द्वारा एक पाठ्यपुस्तक स्टीवन स्ट्रोगेट्ज़ जिसका उपयोग उसकी कक्षा कर रही थी। पेलेग ने कभी जुगनू भी नहीं देखा था, क्योंकि वे इज़राइल में असामान्य हैं, जहां वह पली-बढ़ी थी।

"यह सिर्फ इतना सुंदर है कि यह किसी तरह मेरे सिर में कई सालों तक अटका रहा," उसने कहा। लेकिन जब तक पेलेग ने अपनी प्रयोगशाला शुरू की, कोलोराडो विश्वविद्यालय और सांता फ़े संस्थान में जीव विज्ञान के लिए कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोणों को लागू करते हुए, उसने सीखा था कि हालांकि फायरफ्लाइज़ ने बहुत सारे गणित को प्रेरित किया था, मात्रात्मक डेटा यह वर्णन करता था कि कीड़े वास्तव में क्या कर रहे थे। अल्प

वह इसे ठीक करने निकल पड़ी। पिछले दो वर्षों में, पेलेग के समूह के पत्रों की एक श्रृंखला ने कई अध्ययन स्थलों पर कई जुगनू प्रजातियों में समकालिकता के बारे में वास्तविक दुनिया के आंकड़ों की एक आग की नली खोली है, और पिछले मॉडलर या जीवविज्ञानी की तुलना में बहुत अधिक रिज़ॉल्यूशन पर प्रबंधित किया था। "बहुत आश्चर्यजनक" गणितीय जीवविज्ञानी कैसे है बार्ड एर्मेंट्राउट पिट्सबर्ग विश्वविद्यालय में टीम के परिणामों का वर्णन किया गया क्वांटा. "मुझे उड़ा दिया गया था," ने कहा एंड्रयू मोइसेफ़, कनेक्टिकट विश्वविद्यालय में एक जीवविज्ञानी।

ये कागजात स्थापित करते हैं कि वास्तविक जुगनू झुंड गणितीय आदर्शीकरण से हटते हैं जो दशकों से पत्रिकाओं और पाठ्यपुस्तकों के माध्यम से बहते रहे हैं। उदाहरण के लिए, जुगनू तुल्यकालन के लिए लगभग हर मॉडल, उदाहरण के लिए, यह मानता है कि प्रत्येक जुगनू अपने आंतरिक मेट्रोनोम को बनाए रखता है। एक छाप है कि पेलेग का समूह मार्च . में पोस्ट किया गयाहालांकि, यह दिखाया गया है कि कम से कम एक प्रजाति में, अलग-अलग जुगनू में कोई आंतरिक लय नहीं होती है, और यह माना जाता है कि एक सामूहिक ताल एक साथ इकट्ठे हुए कई बिजली के कीड़ों के डरावना तालमेल से ही निकलती है। एक और भी हालिया प्रीप्रिंट, पहली बार मई में अपलोड किया गया और पिछले सप्ताह अपडेट किया गया, प्रलेखित a दुर्लभ प्रकार की समकालिकता कि गणितज्ञ एक चिमेरा राज्य कहते हैं, जिसमें है लगभग कभी नहीं देखा गया काल्पनिक प्रयोगों के बाहर वास्तविक दुनिया में।

जुगनू जीवविज्ञानी आशा करते हैं कि नए तरीके विज्ञान और जुगनू के संरक्षण को नया आकार देंगे। गणितज्ञों ने समकालिकता के सिद्धांतों को क्रैंक किया, जैसे कि स्ट्रोगेट्स ने अपनी पाठ्यपुस्तक में वर्णित किया है, इस बीच, गन्दा वास्तविक-विश्व सिंक्रोनाइज़र से बहुत अधिक प्रयोगात्मक प्रतिक्रिया के बिना मॉडल को लंबे समय तक बाहर निकाल दिया है। कॉर्नेल विश्वविद्यालय में गणित के प्रोफेसर स्ट्रोगेट्स ने कहा, "यह बड़ी सफलता है।" "अब हम लूप को बंद करना शुरू कर सकते हैं।"

समकालिकता का मायावी प्रमाण

दक्षिण पूर्व एशिया में एक साथ आग की लपटों के भड़कने की रिपोर्ट सदियों से पश्चिमी वैज्ञानिक प्रवचन में वापस आ गई। हज़ारों जुगनू, जिन्हें कहा जाता है केलिप-केलिप मलेशिया में - उनका नाम उनके टिमटिमाते हुए दृश्य ओनोमेटोपोइया का एक प्रकार है - नदी के किनारे के पेड़ों पर बस सकते हैं। थाईलैंड का दौरा कर रहे एक ब्रिटिश राजनयिक ने कहा, "उनकी रोशनी जलती है और एक आम सहानुभूति से बुझ जाती है।" 1857 में लिखा था. "एक पल में हर पत्ता और शाखा हीरे जैसी आग से सजाई हुई दिखाई देती है।"

सभी ने इन रिपोर्टों को स्वीकार नहीं किया। "कीड़ों के बीच ऐसा होने के लिए निश्चित रूप से सभी प्राकृतिक कानूनों के विपरीत है," पत्रिका को एक पत्र विज्ञान 1917 में शिकायत की, यह तर्क देते हुए कि स्पष्ट प्रभाव दर्शक के अनैच्छिक पलक झपकने के कारण था। फिर भी 1960 के दशक तक, जुगनू शोधकर्ताओं ने मात्रात्मक विश्लेषण के माध्यम से पुष्टि की कि मैंग्रोव दलदलों में स्थानीय नाविक लंबे समय से क्या जानते थे।

इसी तरह का एक परिदृश्य 1990 के दशक में सामने आया, जब एक टेनेसी प्रकृतिवादी का नाम था लिन फॉस्ट पढ़िए नाम के एक वैज्ञानिक का आत्मविश्वास से भरा प्रकाशित दावा जॉन कोपलैंड कि उत्तरी अमेरिका में कोई समकालिक जुगनू नहीं थे। फॉस्ट को तब पता था कि वह दशकों से पास के जंगल में जो देख रही थी वह कुछ उल्लेखनीय था।

फॉस्ट ने कोपलैंड और उनके सहयोगी मोइसेफ को ग्रेट स्मोकी पर्वत में एक प्रजाति को देखने के लिए आमंत्रित किया जिसे कहा जाता है फोटिनस कैरोलिनस. नर जुगनू के बादल मानव ऊंचाई पर तैरते हुए जंगलों और साफ-सफाई को भर देते हैं। कड़े समन्वय में पलक झपकने के बजाय, ये जुगनू कुछ सेकंड के भीतर त्वरित चमक का एक विस्फोट उत्सर्जित करते हैं, फिर कई बार शांत हो जाते हैं, फिर एक और विस्फोट खोने से पहले। (कल्पना कीजिए कि पापराज़ी की भीड़ नियमित अंतराल पर मशहूर हस्तियों के आने की प्रतीक्षा कर रही है, प्रत्येक उपस्थिति में तस्वीरों का एक सैल्वो छीन रही है, और फिर डाउनटाइम में अपने अंगूठे को घुमा रही है।)

कोपलैंड और मोइसेफ के प्रयोगों से पता चला कि पृथक पी. कैरोलिनस फायरफ्लाइज़ ने वास्तव में पास के जार में एक पड़ोसी जुगनू - या एक निमिष एलईडी के साथ बीट पर फ्लैश करने की कोशिश की। टीम ने फ्लैश रिकॉर्ड करने के लिए खेतों और जंगल की सफाई के किनारों पर उच्च संवेदनशीलता वाले वीडियो कैमरे भी लगाए। कोपलैंड ने हर पल में कितनी जुगनू प्रकाशित की गई थी, यह गिनते हुए, फ्रेम द्वारा फुटेज फ्रेम के माध्यम से चला गया। इस श्रमसाध्य रूप से एकत्र किए गए डेटा के सांख्यिकीय विश्लेषण ने साबित कर दिया कि एक दृश्य में कैमरों के दृश्य के भीतर सभी फायरफ्लाइज़ ने वास्तव में नियमित, सहसंबद्ध अंतराल पर फ्लैश फटने का उत्सर्जन किया।

दो दशक बाद, जब पेलेग और उनके पोस्टडॉक, भौतिक विज्ञानी राफेल सरफती, जुगनू डेटा एकत्र करने के लिए निर्धारित किया गया था, बेहतर तकनीक उपलब्ध थी। उन्होंने दो गोप्रो कैमरों की एक प्रणाली को कुछ फीट अलग रखा। क्योंकि कैमरों ने 360-डिग्री वीडियो लिया, वे एक जुगनू झुंड की गतिशीलता को अंदर से ही नहीं, बल्कि अंदर से भी पकड़ सकते थे। हाथ से फ्लैश गिनने के बजाय, सरफती ने प्रसंस्करण एल्गोरिदम तैयार किया जो दोनों कैमरों द्वारा पकड़े गए जुगनू फ्लैश पर त्रिभुज कर सकता है और फिर रिकॉर्ड नहीं कर सकता है जब प्रत्येक ब्लिंक हुआ लेकिन यह त्रि-आयामी अंतरिक्ष में कहां हुआ।

सरफती ने पहली बार जून 2019 में टेनेसी में इस प्रणाली को के लिए मैदान में उतारा पी. कैरोलिनस जुगनू जिन्हें फॉस्ट ने प्रसिद्ध किया था। उन्होंने पहली बार अपनी आंखों से तमाशा देखा था। उसने एशिया से जुगनू समकालिकता के तंग दृश्यों की तरह कुछ कल्पना की थी, लेकिन टेनेसी के विस्फोट अधिक गड़बड़ थे, लगभग हर 12 सेकंड में लगभग चार सेकंड में आठ त्वरित चमक के फटने के साथ। फिर भी वह गड़बड़ी रोमांचक थी: एक भौतिक विज्ञानी के रूप में, उन्होंने महसूस किया कि जंगली उतार-चढ़ाव वाली प्रणाली पूरी तरह से व्यवहार करने वाले की तुलना में कहीं अधिक जानकारीपूर्ण साबित हो सकती है। "यह जटिल था, यह एक मायने में भ्रमित करने वाला था, लेकिन सुंदर भी था," उन्होंने कहा।

यादृच्छिक लेकिन सहानुभूतिपूर्ण फ्लैशर्स

जुगनू को सिंक्रनाइज़ करने के साथ अपने स्नातक ब्रश में, पेलेग ने पहली बार जापानी भौतिक विज्ञानी द्वारा प्रस्तावित एक मॉडल के माध्यम से उन्हें समझना सीखा। योशिकी कुरामोटो. यह समकालिकता का उर-मॉडल है, गणितीय योजनाओं का दादा है जो बताता है कि मानव हृदय में पेसमेकर कोशिकाओं के समूहों से लेकर वैकल्पिक धाराओं तक किसी भी चीज़ में समकालिकता कैसे उत्पन्न हो सकती है।

उनके सबसे बुनियादी में, सिंक्रोनस सिस्टम के मॉडल को दो प्रक्रियाओं का वर्णन करने की आवश्यकता होती है। एक अलग-थलग व्यक्ति की आंतरिक गतिशीलता है - इस मामले में एक जार में एक अकेला जुगनू, एक शारीरिक या व्यवहारिक नियम द्वारा शासित होता है जो यह निर्धारित करता है कि यह कब चमकता है। दूसरा वह है जिसे गणितज्ञ युग्मन कहते हैं, जिस तरह से एक जुगनू की चमक उसके पड़ोसियों को प्रभावित करती है। इन दो भागों के आकस्मिक संयोजन के साथ, विभिन्न एजेंटों की एक कर्कशता जल्दी से खुद को एक साफ-सुथरी कोरस में खींच सकती है।

कुरामोटो-एस्क विवरण में, प्रत्येक व्यक्तिगत जुगनू को एक आंतरिक पसंदीदा लय के साथ एक थरथरानवाला माना जाता है। एक छिपे हुए पेंडुलम के अंदर लगातार झूलते हुए जुगनू को चित्रित करें; कल्पना कीजिए कि हर बार जब उसका पेंडुलम अपने चाप के नीचे से होकर गुजरता है तो एक बग चमकता है। मान लीजिए कि एक पड़ोसी फ्लैश देखकर एक जुगनू की गति-सेटिंग पेंडुलम थोड़ा आगे या पीछे हो जाता है। भले ही जुगनू एक दूसरे के साथ तालमेल बिठाना शुरू कर दें, या उनकी पसंदीदा आंतरिक लय अलग-अलग हो, इन नियमों द्वारा शासित एक सामूहिक अक्सर एक समन्वित फ्लैश पैटर्न पर अभिसरण करेगा।

पिछले कुछ वर्षों में इस सामान्य योजना के कई रूप सामने आए हैं, जिनमें से प्रत्येक ने आंतरिक गतिशीलता और युग्मन के नियमों को बदल दिया है। 1990 में, स्ट्रोगेट्स और उनके सहयोगी रेनी मिरोलो बोस्टन कॉलेज ने साबित कर दिया कि जुगनू जैसे ऑसिलेटर का एक बहुत ही सरल सेट लगभग हमेशा सिंक्रनाइज़ होगा यदि आप उन्हें आपस में जोड़ते हैं, चाहे आप कितने भी व्यक्ति शामिल हों। अगले वर्ष, एर्मेंट्राउट ने बताया कि किस प्रकार के समूह पटरोप्टीक्स मलक्का दक्षिण पूर्व एशिया में जुगनू अपनी आंतरिक आवृत्तियों को तेज या धीमा करके सिंक्रनाइज़ कर सकते हैं। हाल ही में 2018 के रूप में, के नेतृत्व में एक समूह गोंजालो मार्सेलो रामिरेज़-एविला बोलिविया में सैन एन्ड्रेस के उच्च विश्वविद्यालय ने एक अधिक जटिल योजना तैयार की जिसमें फायरफ्लाइज़ एक "चार्जिंग" राज्य और एक "डिस्चार्जिंग" राज्य के बीच आगे और पीछे स्विच करते थे, जिसके दौरान वे चमकते थे।

लेकिन जब पेलेग और सरफती के कैमरों ने बर्स्ट-तब-वेट से त्रि-आयामी डेटा कैप्चर करना शुरू किया फोटिनस कैरोलिनस 2019 में ग्रेट स्मोकीज में जुगनू, उनके विश्लेषण से नए पैटर्न का पता चला।

एक यह पुष्टि थी कि फॉस्ट और अन्य जुगनू प्रकृतिवादियों ने लंबे समय से रिपोर्ट की थी: चमक का एक विस्फोट अक्सर एक स्थान पर शुरू होता था और फिर जंगल के माध्यम से लगभग आधा मीटर प्रति सेकंड की गति से झरना होता था। संक्रामक तरंगों ने सुझाव दिया कि जुगनू का युग्मन न तो वैश्विक था (पूरे झुंड से जुड़ा हुआ था) और न ही विशुद्ध रूप से स्थानीय (प्रत्येक जुगनू केवल करीबी पड़ोसियों की देखभाल करता था)। इसके बजाय, फायरफ्लाइज दूरी के पैमाने के मिश्रण पर अन्य फायरफ्लाइज पर ध्यान देना प्रतीत होता था। ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि फायरफ्लाइज़ केवल एक अखंड दृष्टि रेखा के भीतर होने वाली चमक को देख सकते हैं, सरफती ने कहा; जंगलों में, वनस्पति अक्सर रास्ते में आ जाती है।

असली जुगनू भी कुरामोटो-स्वाद वाले मॉडल के मूल आधार की धज्जियां उड़ाते हुए प्रतीत होते हैं, जो प्रत्येक व्यक्ति को आवधिक मानते हैं। जब पेलेग और सरफती ने एकल जारी किया पी. कैरोलिनस एक तंबू में जुगनू, यह किसी भी सख्त लय का पालन करने के बजाय बेतरतीब ढंग से चमक के फटने का उत्सर्जन करता था। कभी-कभी यह केवल कुछ सेकंड, कभी-कभी कुछ मिनटों तक प्रतीक्षा करता था। "यह आपको पहले से ही सभी मौजूदा मॉडलों के ब्रह्मांड से बाहर ले जाता है," स्ट्रोगेट्स ने कहा।

लेकिन एक बार जब टीम ने 15 या अधिक फायरफ्लाइज़ में फेंक दिया, तो सामूहिक फ्लैश फटने से पूरा टेंट लगभग एक दर्जन सेकंड के अंतराल के साथ रोशन हो गया। समकालिकता और समूह की आवधिकता विशुद्ध रूप से एक साथ लटकने वाली जुगनू के आकस्मिक उत्पाद थे। में एक मसौदा कागज पिछले वसंत में biorxiv.org प्रीप्रिंट सर्वर पर अपलोड किया गया, पेलेग समूह, भौतिक विज्ञानी के साथ काम कर रहा है श्रीविद्या अय्यर-बिस्वास पर्ड्यू विश्वविद्यालय और सांता फ़े संस्थान ने यह कैसे हो सकता है, इसके लिए एक नया मॉडल सुझाया।

एक अलग जुगनू की कल्पना करें जिसने अभी-अभी चमक का उत्सर्जन किया है, और निम्नलिखित नियमों पर विचार करें। यदि आप इसे अभी अनुक्रमित करते हैं, तो यह फिर से चमकने से पहले एक यादृच्छिक अंतराल की प्रतीक्षा करेगा। हालांकि, एक न्यूनतम प्रतीक्षा समय है जो कीट को अपने हल्के अंगों को रिचार्ज करने के लिए चाहिए। यह जुगनू साथियों के दबाव के लिए भी अतिसंवेदनशील है: यदि यह एक और जुगनू को चमकते हुए देखता है, तो यह भी तब तक फ्लैश करेगा, जब तक यह शारीरिक रूप से कर सकता है।

अब एक फटने के तुरंत बाद शांत अंधेरे में जुगनू के पूरे क्षेत्र की कल्पना करें। हर एक चार्जिंग अवधि से अधिक समय तक एक यादृच्छिक प्रतीक्षा समय चुनता है। हालांकि, जो पहले चमकता है, वह अन्य सभी को तुरंत कूदने के लिए प्रेरित करता है। यह पूरी प्रक्रिया हर बार क्षेत्र में अंधेरा होने पर दोहराई जाती है। जैसे-जैसे जुगनू की संख्या बढ़ती है, यह संभावना बढ़ जाती है कि जैविक रूप से संभव होते ही कम से कम एक बेतरतीब ढंग से फिर से फ्लैश करना चुन लेगा, और यह बाकी को बंद कर देगा। परिणामस्वरूप, बर्स्ट के बीच का समय न्यूनतम प्रतीक्षा समय की ओर कम हो जाता है। इस दृश्य को देखने वाला कोई भी वैज्ञानिक यह देखेगा कि प्रकाश की एक स्थिर समूह ताल की तरह क्या दिखता है जो अंधेरे में लुढ़कता है, और फिर प्रकाश के साथ अंधेरा छा जाता है।

A दूसरा प्रीप्रिंट पेलेग समूह से एक और विदेशी पैटर्न का पता चला। दक्षिण कैरोलिना के कांगरी नेशनल पार्क में, पेलेग ने कुछ अजीब देखा जब उनकी टीम ने जुगनू को सिंक्रनाइज़ करने पर अपने उपकरणों को प्रशिक्षित किया फोटुरिस ललाट। "मुझे याद है कि मैंने अपनी आंख के कोने से यह देखा था कि यह छोटा जुगनू है जो वास्तव में हरा नहीं है। लेकिन वह अभी भी समय के पाबंद हैं, ”उसने कहा।

टीम के विश्लेषण से पता चला है कि जहां जुगनू का एक मुख्य कोरस ताल में चमक रहा था, वहीं जिद्दी बाहरी लोगों ने साथ खेलने से इनकार कर दिया। उन्होंने एक ही स्थान साझा किया और अपनी अवधि के साथ चमक गए, लेकिन वे आसपास के सिम्फनी के साथ चरण से बाहर थे। कभी-कभी बाहरी लोग एक दूसरे के साथ तालमेल बिठाने लगते थे; कभी-कभी वे अतुल्यकालिक रूप से चमकते थे। पेलेग के समूह ने इसे एक कल्पना राज्य के रूप में वर्णित किया है, जो पहली बार 2001 में कुरामोटो द्वारा नोट की गई समकालिकता का एक रूप है और स्ट्रोगेट्स और गणितज्ञ द्वारा खोजा गया था। डेनियल अब्राम्स 2004 में नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के गणितीय रूप से आदर्श रूप में। कुछ तंत्रिका वैज्ञानिकों की रिपोर्ट कुछ प्रायोगिक स्थितियों के तहत मस्तिष्क कोशिकाओं की गतिविधि में इस तरह के चिमेरा समकालिकता को देखने का दावा करते हैं, लेकिन अन्यथा यह अब तक प्रकृति में नहीं देखा गया है।

यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि प्रकृति एक समान समरूपता के बजाय तुल्यकालन की इस हॉजपॉज अवस्था के विकास का पक्ष क्यों लेगी। लेकिन यहां तक ​​​​कि बुनियादी समकालिकता ने हमेशा एक विकासवादी रहस्य को सामने रखा है: किसी भी पुरुष की मदद में सम्मिश्रण एक संभावित साथी के लिए कैसे खड़ा होता है? पेलेग ने सुझाव दिया कि केवल नर ही नहीं, बल्कि मादा जुगनू के व्यवहार पैटर्न को देखने वाले अध्ययन जानकारीपूर्ण हो सकते हैं। उसके समूह ने ऐसा करना शुरू कर दिया है पी. कैरोलिनस जुगनू लेकिन अभी तक कल्पना-प्रवण के साथ नहीं पी. ललाट प्रजातियों.

लाइटनिंग-बग कंप्यूटर साइंस

मॉडलर्स के लिए, अब नए और बेहतर ढांचे में देखे गए जुगनू पैटर्न को समाहित करने की दौड़ जारी है। Ermentrout में समीक्षा के तहत एक पेपर है जो एक अलग गणितीय विवरण प्रदान करता है फोटिनस कैरोलिनस: मान लीजिए कि रिचार्जिंग के लिए अनिवार्य न्यूनतम से अधिक समय की पूरी तरह से यादृच्छिक राशि की प्रतीक्षा करने के बजाय, बग केवल शोर, अनियमित ऑसीलेटर हैं? जुगनू तब बड़े करीने से आवधिक फ्लैशर्स की तरह काम करना शुरू कर सकते हैं, जब वे एक साथ इकट्ठे होते हैं। कंप्यूटर सिमुलेशन में, यह मॉडल पेलेग समूह के डेटा से भी मेल खाता है। "भले ही हमने इसे प्रोग्राम नहीं किया था, लहरों जैसी चीजें उभरती हैं," एर्मेंट्राउट ने कहा।

जीवविज्ञानियों का कहना है कि पेलेग और सरफती की सस्ती कैमरा-और-एल्गोरिदम प्रणाली आगे बढ़ने और लोकतांत्रिक बनाने में बहुत मदद कर सकती है। जंगल में जुगनू का अध्ययन करना मुश्किल है क्योंकि प्रजातियों को उनकी चमक से अलग बताना सभी के लिए कठिन है, लेकिन सबसे समर्पित शोधकर्ताओं और कट्टर शौकियों के लिए। यह जुगनू आबादी की सीमा और बहुतायत को मापना चुनौतीपूर्ण बनाता है, जबकि आशंकाएं बढ़ती हैं कि कई बिजली की बग प्रजातियां विलुप्त होने की राह पर हैं। नया सेटअप जुगनू-चमकता हुआ डेटा एकत्र करना, विश्लेषण करना और साझा करना आसान बना सकता है।

2021 में, सरफती ने एरिज़ोना से एक रिपोर्ट की पुष्टि करने के लिए सिस्टम का इस्तेमाल किया कि स्थानीय प्रजातियां फोटिनस नुल्ली जब पर्याप्त जुगनू एक साथ इकट्ठा हो जाते हैं तो सिंक्रनाइज़ कर सकते हैं। इस साल पेलेग की प्रयोगशाला ने पूरे अमेरिका में जुगनू शोधकर्ताओं को कैमरा सिस्टम की 10 प्रतियां भेजीं वे अब पिछली गर्मियों में आठ प्रजातियों द्वारा उत्पादित लाइट शो से डेटा ले रहे हैं। संरक्षण प्रयासों को बढ़ावा देने की दिशा में, पेलेग प्रयोगशाला के भीतर मशीन सीखने के शोधकर्ताओं का एक समूह रिकॉर्ड किए गए फुटेज में फ्लैश पैटर्न से प्रजातियों की पहचान करने के लिए एल्गोरिदम को प्रशिक्षित करने का प्रयास कर रहा है।

जुगनू के कार्टूनिश मॉडल ने दशकों तक गणितीय सिद्धांत को प्रेरित किया; पेलेग को उम्मीद है कि अब जो अधिक सूक्ष्म सत्य सामने आ रहे हैं, वे भी इसी तरह के परिणामी होंगे।

मोइसेफ उस आशा को साझा करता है। फायरफ्लाइज़ "हमारे अस्तित्व में आने से पहले से ही कंप्यूटर विज्ञान को अच्छी तरह से कर रहे हैं," उन्होंने कहा। सीखना कि वे कैसे सिंक्रनाइज़ करते हैं, अन्य जीवित चीजों में भी आत्म-व्यवस्थित व्यवहार की बेहतर समझ पैदा कर सकते हैं।

संपादक का ध्यान दें: स्टीवन स्ट्रोगेट्ज के मेजबान हैं क्वांटाहै क्यों की खुशी पॉडकास्ट और का एक सदस्य क्वांटासलाहकार बोर्ड।